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機器蜂箱可在寒冷中為蜂群提供重要的生命支持並引導其行為

機器蜂箱可在寒冷中為蜂群提供重要的生命支持並引導其行為

2023-03-25 Comments 0 Comment

蜜蜂是出了名的難以研究,它們感覺到任何外部影響就會改變自然行為,也非常容易因寒冷而出現蜂群崩潰。如果蜂巢溫度下降到50°F(10°C)以下,蜜蜂就會停止嗡嗡作響和也不再產生熱量,並陷入一種致命的寒冷昏迷狀態。

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因此,瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)和奧地利格拉茨大學的一個機器人專家和生物學家團隊為蜜蜂和生態學家帶來了福音,他們開發了一種機器蜂窩,既能在寒流中保持蜜蜂的溫度,又能對它們進行研究。

這個機器人蜂巢裝置有點像暖氣片,可以被設計成不那麼顯眼地滑入現有的蜂巢中,在其中,一個中央處理器協調傳感器,向執行器發送命令,並向遠處觀察的研究團隊發送數據。憑藉其熱傳感器和執行器,機器人蜂箱能夠通過改變局部溫度來測量和引導蜜蜂行為。

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機器人蜂巢鼓勵蜜蜂的自然行為,同時也在需要時提供加熱人工生命實驗室/UofGraz/Hiveopolis

“蜜蜂社會的許多規則–從集體和個人的互動到養育健康的幼蟲–都是由溫度調節的,因此我們在這項研究中利用了這一點,”第一作者、EPFL的博士生Rafael Barmak解釋說。”熱傳感器創造了蜜蜂集體行為的快照,而執行器使我們能夠通過調節熱場影響它們的運動。”

熱量也被送入與機器人技術相連接的蜂巢,它足夠溫和,不會打擾蜜蜂,但允許科學家對蜂群進行溫度調節。實測在一個包含4000只蜜蜂的蜂箱中測試該系統,在2020-2021年的寒流中,當附近的蜂巢滅亡時,該團隊能夠保持這一組蜂群的活力。

來自格拉茨大學的Martin Stefanec補充說:”以前對蜜蜂在冬季的熱行為的研究依賴於觀察蜜蜂或操縱外部溫度。我們的機器人系統使我們能夠從蜂群內部改變溫度,模仿那裡的核心蜜蜂的加熱行為,並使我們能夠研究冬季蜂群如何主動調節其溫度。”

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這種”生物混合機器的超級有機體”是研究生物種群的一個令人興奮的步驟,可以積極地、輕巧地影響其行為,而不是破壞和擾亂動物群落的平衡。

移動機器人系統組負責人Francesco Mondada說:”通過收集蜜蜂位置的數據並在蜂巢中創造更溫暖的區域,我們能夠鼓勵它們以它們在自然界中通常不會做的方式活動,在冬季,它們往往蜷縮在一起以保存能量。這使我們有可能代表蜂群採取行動,例如將其引向食物來源,或阻止其分裂成太小的群體,這可能會威脅到其生存。

通過執行裝置分配熱量,科學家們還能夠延長蜂群的生存,即便是失去了蜂后的情況下也是如此。雖然它仍然處於早期階段,但機器人蜂巢顯示了能夠緩解因寒流昏迷而導致的蜂群崩潰的前景,同時也為保護科學家提供了新的行為洞察力。

這項研究發表在《科學機器人》雜誌上。

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